[发明专利]一种直流电力电子变压器及其控制方法和装置

权利要求书

1.一种直流电力电子变压器控制方法，直流电力电子变压器包括X个功率变换单元，各功率变换单元的输入端串联后用于连接高压直流母线，各功率变换单元的输出端并联后用于连接低压直流母线，X≥2，每个功率变换单元均包括投切开关、Boost模块和DC/DC变换模块；其特征在于，

所述Boost模块包括全控器件阀组支路，所述全控器件阀组支路包括串联的两个全控器件阀组，所述投切开关并联连接其中一个全控器件阀组，所述全控器件阀组支路并联连接DC/DC变换模块；

所述Boost模块采用Boost电压环、Boost电流环和电压均衡环的控制策略；Boost电压环的给定值为Boost母线电压设定值，Boost电压环的反馈值为各功率变换单元的Boost母线电压的平均值；电压均衡环的给定值为Boost电压环的反馈值，电压均衡环的反馈值为所控单元的Boost母线电压值；将Boost电压环的输出值与电压均衡环的输出值相加后得到的值作为Boost电流环的给定值，Boost电流环的反馈值为所控单元的Boost输入电流值；计算高压直流母线电压测量值与所有处于投入状态的功率变换单元的Boost母线电压值之和的比值，得到初始控制量，将得到的初始控制量减去Boost电流环的输出值用于作为Boost模块的控制信号；

所述DC/DC变换模块采用DC/DC电压环和DC/DC电流环的控制策略；DC/DC电压环的给定值为低压母线电压设定值，DC/DC电压环的反馈值为低压母线电压测量值，DC/DC电压环的输出值作为DC/DC电流环的给定值，DC/DC电流环的反馈值为各功率变换单元的输出电流的平均值，DC/DC电流环的输出值和DC/DC变换模块的电压增益用于作为DC/DC变换模块的控制信号。

2.根据权利要求1所述的直流电力电子变压器控制方法，其特征在于，Boost电压环的反馈值为所有处于投入状态的功率变换单元的Boost母线电压的平均值。

3.根据权利要求1所述的直流电力电子变压器控制方法，其特征在于，DC/DC电流环的反馈值为所有处于投入状态的功率变换单元的输出电流的平均值。

4.根据权利要求1所述的直流电力电子变压器控制方法，其特征在于，求取低压母线电压测量值与所控单元的Boost母线电压值的比值，将得到的比值与DC/DC变换模块中的变压器的变比相乘，得到的乘积为所述DC/DC变换模块的电压增益。

5.根据权利要求1所述的直流电力电子变压器控制方法，其特征在于，所述投切开关包括并联设置的机械可控开关和双向晶闸管。

6.根据权利要求5所述的直流电力电子变压器控制方法，其特征在于，当判定任一个功率变换单元处于故障状态时，控制闭合该故障的功率变换单元对应的双向晶闸管，持续检测该故障的功率变换单元，若在设定时间内仍旧判定该故障的功率变换单元处于故障状态，则控制闭合其对应的机械可控开关，并控制断开其对应的双向晶闸管；若在设定时间内该故障的功率变换单元由故障状态变为非故障状态，则控制断开其对应的双向晶闸管。

7.一种直流电力电子变压器控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令，以实现权利要求1-6任一项所述的直流电力电子变压器控制方法。

8.一种直流电力电子变压器，包括X个功率变换单元，各功率变换单元的输入端串联后用于连接高压直流母线，各功率变换单元的输出端并联后用于连接低压直流母线，X≥2，每个功率变换单元均包括投切开关、Boost模块和DC/DC变换模块；其特征在于，所述电力电子变压器还包括电力电子变压器控制装置，该装置包括存储器和处理器，所述处理器用于运行存储在所述存储器中的程序指令，以实现权利要求1-6任一项所述的直流电力电子变压器控制方法。